Как найти генотип в задаче по биологии

Задачи по генетике на неполное и полное доминирование

Решение задач по генетике на моногибридное скрещивание

Задача 12
Известно, что отсутствие полос у арбузов – рецессивный признак. Какое потомство получится при скрещивании двух гетерозиготных растений с полосатыми арбузами?
Решение:
А – ген полосатости арбуза
a – ген отсутствия полосатости у арбуза
Генотип гетерозиготного растения – Аа (гаметы А, а). при скрещивании двух гетерозигот в потомстве будет наблюдаться расщепление по фенотипу в отношении 3:1.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
25% – растения с полосатыми плодами с генотипом АА,
50% – растения с полосатыми плодами с генотипом Аа,
25% – растения с бесполосными арбузами с генотипом аа.

---

Задача 13
У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с абсолютно здоровым мужчиной родился здоровый ребенок. Определите генотипы всех членов семьи.
Решение:
А – ген нормального развития слуха;
а – ген глухонемоты.
Так как женщина страдает глухонемотой, то её генотип – аа (гаметы а). Мужчина абсолютно здоров, значит он гомозиготен по доминантному гену А, генотип АА (гаметы А). У гомозиготных родителей по доминантному и рецесивному гену (А) всё потомство будет здоровым.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) генотип глухонемой матери аа (гаметы а),
2) генотип отца AA (гаметы A),
3) генотип ребёнка Aa.

---

Задача 14
Комолость (безрогость) у рогатого скота доминирует над рогатостью. Комолый бык был скрещён с рогатой коровой. От скрещивания появились два телёнка – рогатый и комолый. Определите генотипы всех животных.
Решение:
А – ген комолости (безрогости) рогатого скота;
а – ген рогатости.
Эта задача на моногибридное скрещивание, так как скрещиваемые организмы анализируют по одной паре признаков.
Так как от скрещивания комолого быка и рогатой коровы появилось потомство – рогатый и комолый телёнок, то комолый бык был гетерозиготен по гену (А), потому что у рогатого телёнка один ген (а) появился от рогатой коровы, а другой от комолого быка, значит генотипы родителей: комолый бык – Аа (гаметы А, а), корова – аа (гаметы а). От скрещивания гетерозиготного быка с гомозиготной по рецессивному гену коровой может появиться потомство по фенотипу в отношении 1:1.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) генотип коровы аа (гаметы а),
2) генотип быка Aа (гаметы A, а),
3) генотип комолого телёнка Aa,
4) генотип рогатого телёнка аa.

---

Задача 15
Известно, что одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определите вероятность рождения ребёнка с шизофренией от здоровых родителей, если известно, что они оба гетерозиготны по этому признаку.
Решение:
А – ген нормального развития,
а – ген шизофрении.
При моногибридном скрещивании гетерозигот в потомстве наблюдается расщепление по генотипу: 1:2:1, а по фенотипу 3:1.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
Вероятность рождения ребёнка, больного шизофренией, равна 25%.

---

Задача 16
При скрещивании серых мух друг с другом в их потомстве F₁ наблюдалось расщепление. 2784 особи были серого цвета и 927 особей чёрного. Какой признак доминирует? Определите генотипы родителей.
Решение:
Из условия задачи нетрудно сделать вывод о том, что в потомстве серых особей больше чем чёрных, а потому, что у родителей, имеющих серую окраску появились детеныши с чёрной. На основе этого введем условные обозначения: серая окраска мух – А, чёрная – а.
Существует правило, если при моногибридном скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков 3:1 (2784:927 = 3:1), то эти особи гетерозиготны.
Используя названное выше правило, мы можем сказать, что чёрные мухи (гомозиготные по рецессивныму признаку) могли появиться только в том случая, если их родители были гетерозиготными.
Проверим это предположение построением схемы скрещивания:

Схема скрещивания

Ответ:
1) Доминирует серый цвет.
2) Родители гетерозиготны.

---

Задача 17
При скрещивании между собой растений редиса с овальными корнеплодами получено 66 растений с округлыми, 141 – с овальными и 72 с длинными корнеплодами. Как осуществляется наследование формы корнеплода у редиса? Какое потомство получится от скрещивания растений с овальными и округлыми корнеплодами?
Решение:
Отношение потомства по фенотипу при данном скрещивании составляет 1:2:1 (66:141:72 1:2:1). Существует правило: если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны. Согласно этому правилу, в данном случае родители должны быть гетерозиготными.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема первого скрещивания

Учитывая, что при скрещивании растений с овальными корнеплодами друг с другом в потомстве появилолось в два раза больше растений с овальными корнеплодами, генотип растений с овальными корнеплодами – Аа (гаметы А, а), а генотип растений с округлыми корнеплодами АА (гаметы А). Определим потомство, которое получится от скрещивания растений с овальными и округлыми корнеплодами.

Схема второго скрещивания

Ответ:
1) Наследование осуществляется по типу неполного доминирования.
2) При скрещивании растений с овальными и округлыми корнеплодами получится 50% растений с овальными и 50% с округлыми корнеплодами.

---

Решение задач по генетике на дигибридное скрещивание

Задача 18
У львиного зева красная окраска цветка неполно доминирует над белой. Гибридное растение имеет розовую окраску. Узкие листья неполно доминируют над широкими. У гибридов листья имеют среднюю ширину. Какое потомство получится от скрещивания растения с красными цветками и средними листьями с растением, имеющим розовые цветки и средние листья?
Решение:
А – красная окраска цветка,
a – белая окраска цветка,
Аа – розоваяА окраска цветка,
В – узкие листья,
b – широкие листья,
Вb – средняя ширина листьев.

Первое растение с красной окраской цветка является гомозиготой по доминантному признаку, потому что при неполном доминировании растение с доминантным фенотипом – гетерозигота (АА). При неполном доминировании средние листья имеет растение – гетерозигота по признаку формы листьев (Вb), значит генотип первого растения – ААВb (гаметы АВ, Аb).
Второе растение дигетерозигота, так как имеет промежуточный фенотип по обоим признакам, значит его генотип – АаВb (гаметы АВ, Ab, aB, ab).
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
25% – красные цветки и средние листья,
25% – розовые цветки и средние листья,
12,5% – красные цветки и узкие листья,
12,5% – розовые цветки и узкие листья,
12,5% – розовые цветки и широкие листья,
12,5% – красные цветки и широкие листья.
 

---

Задача 19
У человека кареглазость доминирует над голубоглазостью, а тёмный цвет волос над светлым. У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери четверо детей. Каждый ребёнок отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей и детей?
Решение:
А – ген креглазости,
а – ген голубоглазости,
В – тёмные волосы,
b – светлые волосы.
Мать гомозиготна по рецессивному признаку светлых волос (bb), а отец – по рецессивному признаку светлых глаз (аа). Так как по каждому признаку в потомстве наблюдается расщепление, то организмы, проявляющие доминантные признаки, гетерозиготны по генам кодирующим его. Тогда генотипы родителей: матери – Ааbb (гаметы Аа, ab), отца – ааBb (гаметы aB, ab).
Определим генотипы потомства:

Схема скрещивания

Ответ:
1) По каждому из признаков в потомстве происходит расщепление, следовательно, организмы проявляющие доминантный признак, гетерозиготны по генам кодирующим его. Поэтому генотип матери Аааа (гаметы Аа, аа), а отца ааВb (гаметы aB, ab).
2) отец и мать продуцируют по два типа гамет, которые дают 4 варианта сочетаний. Следовательно. генотип детей – ааbb, aaBb, Aabb, AaBb.

---

Задача 20
У кур чёрный цвет оперения доминирует над красным, наличие гребня над его отсутствием. Гены, кодирующие эти признаки, располагаются в разных парах хромосом. Красный петух, имющий гребень, скрещивается с чёрной курицей без гребня. Получено многочисленное потомство, половина которого имеет чёрное оперение и гребень, а половина – красное оперение и гребень. Каковы генотипы родителей?
Решение:
А – ген чёрного оперения,
a – ген красного оперения
В – ген, отвечающий за формирование гребня
b – ген, отвечающий за отсутствие гребня.

Петух гомозиготен по рецессивному гену окраски оперения (аа), а курица – по рецессивному гену формирования гребня (bb). Так как по доминантному признаку окраски оперения (А) половина потомства чёрные, половина – красные, то чёрная курица гетерозиготна по окраске оперения (Аа), значит её генотип – Ааbb. По доминантному признаку формирования гребня всё потомство имеет гребень, значит петух гомозиготен по признаку наличия гребня ВВ). Поэтому генотип петуха – ааВВ.
Анализ проведённого скрещивания подтверждает наши рассуждения.

Схема скрещивания

Ответ:
1) Генотип петуха ааВВ.
2) Генотип курицы Аabb.

---

Задача 21
Скрещивались две породы тутового шелкопряда, которые отличались двумя признаками: полосатые гусеницы плели белые коконы, а одноцветные гусеницы плели жёлтые коконы. В поколении F₁ все гусеницы были полосатые и плетущие жёлтые коконы. В поколении F₂ наблюдалось расщепление:
3117 – полосатые гусеницы, плетущие жёлтые коконы,
1067 – полосатые гусеницы, плетущие белые коконы,
1049 – одноцветные с жёлтыми коконами,
351 – одноцветные с белыми коконами.
Определите генотипы исходных форм и потомства F₁ и F₂.
Решение:
Эта задача на дигибридное скрещивание (независимое наследование признаков при дигибридном скрещивании), так как гусеницы анализируются по двум признакам: окраске тела (полосатая и одноцветная) и окраске кокона (жёлтая и белая). Эти признаки обусловлены двумя разными генами. Поэтому для обозначения генов возьмем две буквы алфавита: “А” и “В”. Гены расположены в аутосомах, поэтому будем обозначать их только с помощью этих букв, без использования символов Х- и Y- хромосом. Гены, отвечающие за анализируемые признаки, не сцеплены друг с другом, поэтому будем использовать генную запись скрещивания. Так как при скрещивании двух пород тутового шелкопряда, отличающихся друг от друга по двум признакам, получено потомство одинаковое по фенотипу, то при скрещивании были взяты особи гомозиготные или по доминантному, или по рецессивному признаку по отношению друг к другу. Сначала определим какие признаки являются доминантные, а какие рецессивные. В поколении F₁ все гусеницы тутового шелкопряда были полосатые и плетущие жёлтые коконы, значит, полосатость гусениц (А) является доминантным признаком, а одноцветность (а) – рецессивный, а жёлтая окраска (В) доминирует над белой (b). Отсюда:
А – ген полосатости гусениц;
a – ген одноцветной окраски гусениц;
В – ген жёлтого кокона;
b – ген белого кокона.
Определим генотипы потомства:

Схема первого скрещивания

Генотип потомства F₁ – AaBb (гаметы АВ, Ab, aB, ab).
Согласно третьему закону Менделя, при дигибридном скрещивании наследование обоих признаков осуществляется независимо друг от друга, а в потомстве дигетерозигот наблюдается расщепление по фенотипу в пропорции 9:3:3:1 (9 А_В_, 3 ааВ_, 3 А_bb, 1 ааbb, где (_) в данном случае обозначает, что ген может находиться либо в доминантном, либо в рецессивном состоянии). По генотипу расщепление будет осуществляться в соотношении 4:2:2:2:2:1:1:1:1 (4АаВb, 2ААВb, 2АаВВ, 2Ааbb, 2ааВb, 1ААbb, 1ААВВ, 1ааВВ, 1ааbb).
Анализ скрещивания подтверждает эти рассуждения.
Теперь определим генотипы потомства, проведя анализ скрещивания родительских растений:

Схема второго скрещивания

Ответ:
1) Доминантными являются гены полосатой окраски гусениц и жёлтой окраски коконов, Согласно первому закону Менделя генотипы исходных форм (Р) – AAbb (гаметы Ab) и ааВВ (гаметы aB), единообразное потомство F₁ – AaBb (гаметы AB, Ab, aB, ab).
2) В потомстве F₂ наблюдается расщепление близкое к 9:3:3:1. Полосатые особи с жёлтыми коконами имели генотипы 1ААВВ, 2АаВВ, 2ААВb, 4AaBb. Полосатые c белыми коконами ААbb, 2Aabb, одноцветные с жёлтыми коконами – ааВВ и 2ааВb, одноцветные с белыми коконами aabb.

---

Решение задач по генетике на анализ родословной

Задача 22
По родословной, представленной на рисунке (рис.1.), установите характер наследования признака, выделенного черным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и во втором поколении.

Рис. 1. Графическое изображение родословной по аутосомно-доминантному типу наследованию признака, состоящей из трёх поколений

Решение:
Символы, используемые при составлении графического изображения родословной:
– особь мужского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь женского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь мужского пола, имеющая изучаемый признак;
– особь женского пола, имеющая изучаемый признак;
– брак мужчины и женщины;
– близкородственный брак;
– дети одной родительской пары (сибсы);
– бездетный брак;
– пробанд.
Люди с изучаемым признаком встречаются часто, в каждом поколении; человек, имеющий изучаемый признак, рождается в семье, где обязательно хотя бы один из родителей имеет изучаемый признак. Поэтому можно сделать первый предварительный вывод: изучаемый признак является доминантным. В родословной 2 женщины и 2 мужчины имеют изучаемый признак. Можно считать, что изучаемый признак с приблизительно равной частотой встречается и среди мужчин, и среди женщин. Это характерно для признаков, гены которых расположены не в половых хромосомах, а в аутосомах. Поэтому можно сделать второй предварительный вывод: изучаемый признак является аутосомным.
Таким образом, по основным особенностям наследование изучаемого признака в этой родословной можно отнести к аутосомно-доминантному типу. Кроме того, эта родословная не обладает набором особенностей, характерных для других типов наследования.
Определим возможные генотипы всех членов родословной:
По схеме родословной мужчина болен, а женщина здорова, у них родилось трое детей – один здоров, а двое больны, это говорит о том, что все особи с изучаемым признаком гетерозиготны. Тогда генотипы членов родословной:
детей 1-го поколения: дочь Аа, дочь аа, сын Аа;
детей 2-го поколения: дочь Аа;
мать аа, отец Аа.
Ответ:
1) признак доминантный, не сцеплен с полом;
2) генотип детей 1-го поколения: дочь Аа, дочь аа, сын Аа;
3) генотип детей 2-го поколения: дочь Аа.

---

Задача 23
По изображенной на рисунке родословной установите характер проявления признака (доминантный, рецессивный), обозначенного черным цветом. Определите генотип родителей и детей в первом и втором поколении.

Рис. 2. Графическое изображение родословной по аутосомно-рецессивному типу наследованию признака, состоящей из трёх поколений

Решение:
Символы, используемые при составлении графического изображения родословной:
– особь мужского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь женского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь мужского пола, имеющая изучаемый признак;
– особь женского пола, имеющая изучаемый признак;
– брак мужчины и женщины;
– близкородственный брак;
– дети одной родительской пары (сибсы);
– бездетный брак;
– пробанд.
Люди с изучаемым признаком встречаются редко, не в каждом поколении. Поэтому можно сделать первый предварительный вывод: изучаемый признак является рецессивным. В родословной 1 женщина и 1 мужчины имеют изучаемый признак. Можно считать, что изучаемый признак с приблизительно равной частотой встречается и среди мужчин, и среди женщин. Это характерно для признаков, гены которых расположены не в половых хромосомах, а в аутосомах. Поэтому можно сделать второй предварительный вывод: изучаемый признак является аутосомным.
Таким образом, по основным особенностям наследование изучаемого признака в этой родословной можно отнести к аутосомно-рецессивному типу. Кроме того, эта родословная не обладает набором особенностей, характерных для других типов наследования.
Определим возможные генотипы всех членов родословной:
По схеме родословной мужчина здоров, а женщина больна, у них родилось двое детей – девочка здорова, а мальчик болен, это говорит о том, что все особи с фенотипом по изучаемому признаку гомозиготны (аа), а здоровые члены семьи – гетерозиготны (Аа). Тогда генотипы членов родословной:
детей 1-го поколения: дочь Аа, сын аа;
3) детей 2-го поколения: сын Аа, дочь Аа;
мать аа, отец Аа или АА.
Ответ:
1) признак рецессивный, не сцеплен с полом;
2) генотипы родителей: мать – аа, отец – АА или Аа;
3) генотип детей 1-го поколения: дочь Аа, сын aа;
3) генотип детей 2-го поколения: дочь Аа, сын Аа.

---

На ЕГЭ по биологии вам попадается неожиданная новая задача! Вы решали много задач и не понимаете, с чего начать? Вас беспокоят типы наследования, законы наследственности и варианты записи схем задач? Вы не понимаете, как и по каким принципам текст задачи многие легко превращаются в запись генотипов? Вам неясно, как уверенно записывать каждый символ родителей и потомков?

Ниже представлены универсальные инструкции для решения всех типов задач. В них вы увидите рекомендации перейти на другие инструкции, а также единую логическую последовательность работы с каждой задачей.

Основные этапы решения задачи.

1.      Введение символики, определение типа скрещивания.

2.      Запись всех обозначений аллелей в виде признаков фенотипа, если аллели частично даны в задаче.

3.      Запись обозначений аллелей в виде признаков фенотипа, если в задаче с моногибридным скрещиванием они НЕ даны.

4.      Запись генотипов родителей и потомков в задаче с моногибридным скрещиванием, если обозначения доминантных и рецессивных аллелей явно НЕ даны.

5.      Анализ задачи с дигибридным скрещиванием в виде двух параллельных моногибридных для определения генотипов родителей.

6.      Идентификация в задачах с дигибридным скрещиванием независимого и сцепленного наследования (если о них не указано).

Очень удобно, когда все символы (аллели) в задачах даны. Я буду использовать фрагменты текста разных задач, чтобы показывать отдельные предложения в задачах и анализировать их в процессе решения задачи.

Например, как во фрагменте текста этой задачи: «У человека тёмный цвет волос (А) доминирует над светлым цветом (а), карий цвет глаз (В) – над голубым (в)…» Однако такое бывает не всегда. Много задач, в которых вам самостоятельно нужно ввести нужные символы. Часто в задаче требуется определить, за что символ (аллель) отвечает. Смотрите инструкции ниже.

Инструкция 1. Введите верные символы в задаче, если они не даны, определите тип скрещивания.

Цели инструкции 1.

1)      Введение символов в задаче (не их обозначений).
В любой задаче введите символы, даже если вы пока не уверены, что они обозначают (обозначения могут быть не даны в задаче).

2)      Почему важно ввести символы?
После этого вы сможете адекватно записать обозначения символов (конкретные признаки) и схему скрещивания. Схемы часто требуются в задаче, их проверяют. В генотипах особей может быть разное количество символов (аллелей).

3)      Определение типа скрещивания для выявления количества символов в схеме решения. Символов в ЕГЭ по биологии может быть либо 2 при моногибридном, либо 4 при дигибридном скрещивании.

Инструкция 1.1.  Определите тип наследования в задаче – сцепленное с полом, либо аутосомное.

Цели инструкции 1.1. 

1)      Вводить верные символы для сцепленного с полом и аутосомного наследования в задаче.

2)      Уметь определить, что конкретно ввести в задаче: символы сцепленного с полом наследования, символы аутосомного наследования, либо оба вида символов.

Шаги инструкции 1.1.

1.      Читайте каждое слово задачи. Определите, сказано ли в задаче о признаках, сцепленных с полом, о половой принадлежности не только родителей, но и потомков.

2.      Если об этом написано, вводите обозначение половых хромосом с индексами — Х^а, Х^А, Y и т.п.

3.      Вот пример такой задачи. «Две красноглазые длиннокрылые особи дрозофилы при скрещивании между собой дали следующее потомство: самок: 3/4 красноглазых длиннокрылых, 1/4 красноглазых с зачаточными крыльями; самцов: 3/8 красноглазых длиннокрылых, 3/8 белоглазых длиннокрылых, 1/8 красноглазых с зачаточными крыльями, 1/8 белоглазых с зачаточными крыльями.  Объясните расщепления. Как наследуются данные признаки? Каковы генотипы родителей?»

4.      Обратите внимание, в этой задаче сказано именно о самках и самцах в потомстве. На этом сделан акцент. Явный признак сцепления с полом. Однако в этой задаче есть еще и аутосомное наследование. Как его определить, читайте ниже.

5.      Также в задаче могут писать о гемофилии и дальтонизме. Ученик должен знать, что их гены сцеплены с полом.

6.      Если в задаче ничего не сказано о сцеплении с полом, о половой принадлежности потомков, о расположении гена в Х-хромосоме, о дальтонизме, гемофилии, значит, наследование аутосомное.

7.      Вводите символы аутосомных генов, например, А, а, либо В, b.

Инструкция 1.2.  Определите количество аллелей — символов в задаче и запишите их.

1.      Если вы видите, что в задаче фигурируют только два альтернативных признака одного гена, вводите два аллеля: А и а.  

2.      Запишите эти два символа в системе «дано» к вашей задаче. Не стоит спешить ставить тире и писать обозначения к каждому символу. В разных задачах может быть не указано, что они обозначают. Не делайте ошибок заранее!

3.      Например, в задаче речь об аллелях цвета глаз. И речь о двух аллелях: один аллель отвечает за карие глаза, другой за голубые. Вы просто вводите А и а.  Даже, если не указано, что за А — аллель карих глаз, а — голубых (хотя об этом написано во многих учебниках). Пока просто напишите две аллели. Что вы должны представить визуально? Эти аллели относятся к одному гену — гену цвета глаз. Скрещивание особей, отличающихся аллелями одного гена, является моногибридным.

4.      Вот фрагмент задачи, в которой всего 2 аллели. В ней фактически через текст даны обозначения аллелей. «Женщина, носительница рецессивного гена гемофилии, вышла замуж за здорового мужчину. Составьте схему решения задачи. Обратите внимание, здесь вы вводите половые хромосомы Х^d, Х^D, Y. Из текста задачи вы можете вынести такое: Х^d
– наличие гена гемофилии, Х^D
– здоровый человек. Если женщина-носительница гена гемофилии вы ее записываете так: Х^DХ^d. Генотип здорового мужчины: Х^DY.

5.      Если в задаче два гена и у каждого по 2 аллеля, вы вводите не только А, а, но и В, b. Подобное скрещивание называется дигибридным.  Вы можете ввести и другую символику. Важно, чтобы вы видели ясный смысл, визуально представляли в задаче два гена и два аллеля каждого их этих генов.

6.      Например, в задаче о горохе вы четко увидели два гена: ген цвета семени и ген формы. Ваша цель ввести аллели. В дальнейшем, по мере решения, вы будете выяснять, за что они отвечают, если не даны. Об этих 4 аллелях написано во всех учебниках.

7.      У каждого из двух генов имеются две аллели, которые вы также должны визуально представлять. Ген цвета имеет аллель А — она отвечает за желтый цвет (первый альтернативный признак гена цвета), аллель а — за зеленый (второй альтернативный признак гена цвета). Ген формы имеет аллель В — он ответственен за гладкую форму семян (первый альтернативный признак гена формы) и аллель b, реализующий морщинистую форму (второй альтернативный признак гена формы). В задачах на ЕГЭ у вас могут быть новые неизвестные аллели и надо самостоятельно вводить обозначения. Об этом смотрите инструкцию 3 ниже.

Инструкция 2. Запишите обозначения аллелей в виде признаков фенотипа, если обозначения частично даны в задаче.

Я буду использовать фрагменты текста разных задач, чтобы показывать отдельные предложения в задачах и анализировать их в процессе решения задачи.

Задача 1.
Альбинизм (а) и фенилкетонурия (b) – за­болевание, связанное с нарушением обмена веществ (ФКУ) – на­следуются у человека как рецессивные аутосомные несцепленные признаки.

Цели инструкции 2.

1)      Решить и записать, за какой признак фенотипа отвечает символ (аллель). Зачем? В дальнейшем это позволит вам визуально представить ясную схему решения задачи.

2)      Внимательно вынести из задачи все указанные составителями аллели с их признаками. Зачем? Чтобы верно написать в дальнейшем генотипы скрещиваемых особей.

Шаги инструкции 2.

1.      Выпишите в черновик символы аллелей и укажите, за что они отвечают. Например, а — альбинизм, b — фенилкетонурия (ФКУ).

2.      Если в задаче два гена и указаны только две аллели, а не четыре, запишите другие две аллели «от обратного». Например, в задаче выше укажите так: А — отсутствие альбинизма, B — отсутствие ФКУ.  Внимательность в обозначении аллелей имеет большое значение для правильного решения задачи.

3.      В задаче 1 фактически в условии даны два гена, у каждого по 2 аллели, значит, скрещивание дигибридное.

Инструкция 3. Запишите обозначений аллелей в виде признаков фенотипа, если в задаче с моногибридным скрещиванием они НЕ даны.

Вот пример такой задачи. Задача 2. От скрещивания комолого быка айширской породы с рогатыми коровами в F₁ получили 18 телят (все комолые — безрогие), в F₂ – 95. Каково количество комолых телят в F₂?

Решение. Признак: наличие рогов (моногибридное скрещивание). Обозначения аллелей: D – комолые, d – рогатые.

Цели инструкции 3.

1)      Верно и быстро записывать в начале задачи фенотипические обозначения аллелей, если они не даны.

2)      Использовать данные обозначения для записи генотипов родителей и потомков.

3)      Верно оформлять схему решения задачи, ясно осознавая и записывая внизу генотипов фенотипы всех полученных особей.

Шаги инструкции 3.

1.      Используйте инструкцию только, если в задаче явно не даны фенотипические обозначения доминантных и рецессивный аллелей. Вот задача, в которой дано обозначение рецессивной аллели: «Задача 3. У человека фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Определите вероятность развития заболевания у детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по данному признаку». Для такой задачи не требуется данная инструкция. От обратного вы вводите обозначение доминантной аллели.

2.      Если в результате скрещивания появились единообразные потомки, значит, данные потомки гетерозиготны (Аа). У гетерозиготных потомков доминантная аллель соответствует их фенотипу.

3.      Вводите обозначения в начале задачи (например, D — безрогие телята), если в ней фигурируют всего два фенотипа (при неполном доминировании может появиться третий).

4.      Второй вывод: согласно 1 закону Менделя, родители гомозиготны, один по рецессивному признаку, другой по доминантному.

Инструкция 4. Верно запишите генотипы родителей и потомков в задаче с моногибридным скрещиванием, если обозначения доминантных и рецессивных аллелей явно НЕ даны.

Вот примеры задач.

Задача 4. Плоды арбуза могут иметь зеленую или полосатую окраску. Все арбузы, полученные от скрещивания растений с зелеными и полосатыми плодами, имели только зеленый цвет корки плода. Какая окраска плодов арбуза может быть в F2?

Решение. Так как в первом поколении все особи зеленые, значит А — зеленый цвет корки, а — полосатый.

1)      АА*аа. F₁: Aa.

2)      Аа*Aa. F_2: АА, 2Аa, аа. В это(й) схеме 3 части плодов имеют зеленую окраску, 1 часть полосатую (соотношение по фенотипу 3:1).

Задача 5. В семье, где оба родителя имели нормальный слух, родился глухой ребенок. Какой признак является доминантным? Каковы генотипы всех членов этой семьи?

Решение. Так как родители здоровы (у них родился больной ребенок), они гетерозиготны (Аа). Значит А — нормальный слух, а — полосатый. (Слух бывает полосатый?)

1)      Генотипы родителей: Аа*Аа.

2)      F₁: генотипы всех членов семьи: АА, 2Aa, аа (глухой ребенок).

Задача 6. Голубоглазый мужчина женат на кареглазой женщине, родители которой были также кареглазыми, но сестра – голубоглазая. Может ли у них родиться голубоглазый ребенок? Какой закон действует в данной ситуации? Назовите и сформулируйте его. 

Решение. Так как у кареглазой женщины родители были кареглазыми, а сестра отличалась от них, и была голубоглазой, значит, родители гетерозиготны — Аа (см. пункт 3, инструкция 4). При скрещивании подобных родителей потомство, согласно 2 закону Менделя было таково: АА (кареглазый ребенок), 2Аа (кареглазый ребенок), аа (голубоглазая сестра). Соответственно, А — карие глаза, а — голубые.  Сама кареглазая женщина может иметь генотип либо АА, либо Аа.

1)      Генотипы родителей (первый вариант): аа*Аа. F₁: аа (может родиться голубоглазый ребенок), Аа.

2)      Генотипы родителей (второй вариант): аа*АА. F₁: Aа (все дети будут кареглазыми). В этом случае действует первый закон Менделя: при скрещивании двух гомозигот (доминантной и рецессивной) все потомство единообразно по фенотипу и гетерозиготно по генотипу.

Цели инструкции 4.

1.      Научиться верно записывать генотипы родителей и потомков в задачах с моногибридным скрещиванием.

2.      В будущем в задачах с дигибридным скрещиванием уметь видеть два параллельных моногибридных и также легко определять прежде всего генотипы родителей (если они не даны).

3.      Научиться верно отвечать на вопрос о типах наследования в задаче с моногибридным скрещиванием.

Шаги инструкции 4.

1.      Используйте инструкцию только, если в задаче явно не даны фенотипические обозначения доминантных и рецессивный аллелей.

2.      Определите, наблюдается ли при скрещивании двух фенотипически различных особей в их потомстве единообразие.

3.      При наличии единообразия, сделайте вывод, что эти особи гомозиготны, а все потомство по 1 закону Менделя гетерозиготно (смотрите задачу 4).

4.      Определите, наблюдается ли в потомстве при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей расщепление признаков (появляются новые фенотипы у потомков).

5.      При наличии расщепления, сделайте вывод о том, что особи гетерозиготны, запишите их в схеме задачи. Соответственно, по второму закону Менделя, в потомстве будет расщепление по генотипу: АА, 2 Аа, аа — 1:2:1), по фенотипу — 3:1 (смотрите задачу 5).

6.      Определите, наблюдается ли в потомстве при скрещивании особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков (часто Аа и аа), расщепление по фенотипу по этой же паре признаков («дети абсолютно внешне похожи на родителей – Аа и аа»).

7.      При наличии такого расщепления, сделайте вывод о том, что одна из родительских особей была гетерозиготна (Аа), а другая – гомозиготна (аа) по рецессивному признаку (смотрите задачу 6).

8.      Если в задаче скрещиваются особи с одинаковым фенотипом (например, полосатые с полосатыми) и в потомстве все единообразны (полосатые), значит, родители и дети имеют абсолютно одинаковые генотипы (либо АА, либо аа).

9.      Пункты 6-8 инструкции 4 надо использовать в задачах с аутосомным наследованием.

10.    При наличии сцепленного с полом наследования по аналогии родители могут быть X^AX^a
и X^aY. Расщепление по фенотипу по признакам, сцепленным с половой хромосомой X, в целом также будет соответствовать фенотипам родителей. Однако в потомстве возникнет своеобразное расщепление по полу. Особи разного пола смогут иметь разные варианты фенотипа каждого из двух родителей.

11.    Если в задаче с моногибридным скрещиванием спросили о типе наследования, то оно может быть либо аутосомным, либо сцепленным с полом.

12.   Для определения типа наследования смотрите инструкцию 1.1.

Инструкция 5.  Рассматривайте задачу с дигибридным скрещиванием в виде двух параллельных моногибридных для важной цели — определения генотипов родителей.

Цели инструкции 5.

1.      Получить полный визуальный обзор задачи с дигибридным скрещиваем (очень частый тип задач в ЕГЭ).

2.      Верно определять обозначения аллелей при дигибридном скрещивании, если они не даны.

3.      Верно определять и записывать генотипы родителей при дигибридном скрещивании, даже если в задаче даны обозначения аллелей.

4.      Научиться видеть в задачах с дигибридным скрещиванием не только два моногибридных скрещивания с аутосомным наследованием, но и одно с аутосомным, другое со сцепленным с полом.

Шаги инструкции 5.

1.      Определите, что в задаче рассматривается два неаллельных гена (дигибридное скрещивание).

2.      Сфокусируйтесь на фенотипах родителей по первому гену. Например, в задаче скрестили белых стелющихся растений с окрашенными кустистыми. В фенотипе белых стелющихся растений сфокусируйтесь сначала на признаке белого цвета. В фенотипе окрашенных кустистых растений сфокусируйтесь сначала на признаке окрашенности. Ваш первый фокус — на гене цвета, но не на гене формы кроны. Именно этим вы как будто выделяете первое моногибридное скрещивание в дигибридном. В гене цвета два варианта (альтернативных признака) — окрашенные и белые.

3.      Если в задаче не указано, какие аллели отвечают за какие признаки, определите это самостоятельно. Каким образом?

4.      Составьте обзорную схему задачи на черновике. Для этого фенотипы скрещиваемых особей напишите кратко словами под чертой, оставив вверху место для внесения в дальнейшем обозначений генотипов (два блока, по четыре аллели в каждом, например, АаВb* aaBb и т.д.). Ни в коем случае не пишите сразу генотипы наугад или без полной уверенности в них!

5.      При анализе фенотипов родителей обратите внимание, станет ли в потомстве любого из указанных в задаче скрещивания какой-нибудь фенотип единообразным.

6.      Лидерство одного признака среди потомков говорит нам о том, что за него отвечает доминантная аллель. Например, при скрещивании длинношерстных хомяков с короткошерстными, в первом поколении все потомки длинношерстные, значит, А — длинная шерсть, а — короткая. Такой вывод нам позволяет делать 1 закон Менделя, который мы изучаем в рамках моногибридного скрещивания. Мы можем пользоваться им и при дигибридном скрещивании, так как оно представляет собой два параллельных моногибридных.

7.      После фиксации обозначений аллелей (рекомендую записать их рядом со схемой скрещивания) досконально составьте генотипы родителей. Каким образом?

8.      Сфокусируйтесь на первом рассматриваемом гене, содержащим две аллели (например, ген цвета растения, две аллели — окрашенные и белые).

9.      Если в схеме скрещивания при анализе этого гена проявился 1 закон Менделя, сделайте вывод согласно п. 3 инструкции 4.

10.    Если в схеме скрещивания при анализе этого гена проявился 2 закон Менделя, сделайте вывод согласно п. 4-5 инструкции 4.

11.    Если родительские фенотипы различаются и в потомстве такие же по фенотипу две группы детей, используйте п. 6 и 7 инструкции 4.

12.    При наличии в схеме одинаковых по фенотипу родителей и потомков, используйте п. 8 инструкции 4.

Инструкция 6.  Идентификация в задачах с дигибридным скрещиванием независимого и сцепленного наследования (если о них не указано).

Цели инструкции 6.

1.      В любой задаче дигибридным скрещиванием легко видеть независимое или сцепленное наследование.

2.      Определять тип сцепленного наследования: сцепленное с кроссинговером или без.

3.      Различать сцепленное с полом наследование и сцепленное наследование.

Шаги инструкции 6.

1.      Введите символы в задаче, определите тип скрещивания согласно инструкциям 1 и 2.

2.      Если в задаче дигибридное скрещивание, оформите схему решения задачи согласно инструкции 5.

3.      Определите, скрещиваются ли в задаче дигетерозиготы АаВb.

4.      Выясните, в каком соотношении по фенотипу появляется потомство в задаче при скрещивании дигетерозигот между собой, либо с дигомозиготами (например, с ааbb, либо с ААbb, ааВВ).

5.      Если в задаче скрещиваются дигетерозиготы АаВb между собой и отсутствует соотношение по фенотипу 9:3:3:1 (согласно 3 закону Менделя), значит, в ней имеется сцепленное наследование, а независимое отсутствует.

6.      Если в задаче скрещиваются дигетерозиготы АаВb с дигомозиготами (например, с ааbb, либо с ААbb, ааВВ) и отсутствует соотношение по фенотипу 1:1:1:1, значит, в ней имеется сцепленное наследование, а независимое отсутствует. Соотношение по фенотипу 1:1:1:1 при подобном скрещивании будет именно при независимом наследовании.

7.      Если в задаче скрещиваются дигетерозиготы АаВb с дигомозиготами (например, с ааbb, либо с ААbb, ааВВ) и появляется соотношение по фенотипу 1:1 (две фенотипические группы), значит имеет место  сцепленное наследование без кроссинговера. Дигетерозигота АаВb дает только два сорта гамет.

8.      Если в задаче скрещиваются дигетерозиготы АаВb с дигомозиготами (например, с ааbb, либо с ААbb, ааВВ) и появляется четыре фенотипические группы в неравном соотношении (в опытах Моргана две группы в процентном соотношении были по 41.5% и две по 8.5%), значит имеет место сцепленное наследование с кроссинговером. Дигетерозигота АаВb дает четыре сорта гамет в неравном соотношении — кроссоверных гамет меньше.

9.      При сцепленном с полом наследовании ген расположен в половой хромосоме. В этом случае часто не идет речи о двух генах. В этом случае мы имеем дело совсем с другой классификацией типов наследования — по критерию расположения генов в аутосомах или половых хромосомах. В сцепленном наследовании мы чаще имеем дело с двумя неаллельными аутосомными генами, расположенными в одной паре аутосом. Однако эти неаллельные гены могут располагаться и в одной паре половых хромосом.

Абитуриенты, поступающие на биологические
факультеты университетов и педагогических
институтов, а также в медицинские и
сельскохозяйственное высшие учебные заведения,
нередко показывают невысокие знания по генетике
— одному из наиболее трудных, но важных разделов
школьной программы по биологии и показывают
слабое развитие компетенций третьего уровня.
Третий уровень (уровень рассуждений) от
обучающихся требует найти закономерности,
провести обобщение и объяснить или обосновать
полученные результаты. Данный вид компетенций,
по моему мнению, развивается при решении
биологических задач. Вторая часть
экзаменационной работы включает задание на
решение генетических задач.

При оформлении таких задач необходимо уметь
пользоваться символами, которые приняты в
традиционной генетике.

При решении задач по генетике необходимо
придерживаться алгоритма:

1. Определить виды скрещивания и взаимодействий
   аллельных и неалельных генов(определить
   характер скрещивания).
2. Определить доминантный и рецессивный
   признак(-и) по условию задачи, рисунку, схеме или
   по результатам скрещивания F₍ и F₂.
3. Ввести буквенные обозначения доминантного и
   рецессивного признаков, если они не даны в
   условии задачи.
4. Записать фенотипы и генотипы родительских форм.
5. Записать фенотипы и генотипы потомков.
6. Составить схему скрещивания, обязательно
   указать гаметы, которые образуют родительские
   формы.
7. Записать ответ.

При решении задач на взаимодействие
неаллельных генов необходимо:

1. Сделать краткую запись задачи.
2. Если признак не один, вести анализ каждого
   признака отдельно, сделав по каждому признаку
   соответствующую запись.
3. Применить формулы моногибридного скрещивания,
   если ни одна из них не подходит, то…
4. Сложить вес числовые показатели в потомстве,
   разделить сумму на 16, найти одну часть и выразить
   все числовые показатели в частях.
5. Исходя из того, что расщепление в F₂
   дигибридного скрещивания идёт по формуле 9А_В_ :
   3A_bb : 3 ааВ_ : l aabb, найти генотипы F_r
6. По F₂найти генотипы F,.
7. По F. найти генотипы родителей.

Для определения характера скрещивания удобно
пользоваться общими формулами, где n – число
аллелей, пар признаков

• Расщепление по генотипу – (3:1)ⁿ
• Расщепление по фенотипу – (1:2:1)ⁿ
• Количество типов гамет – 2ⁿ
• Количество фенотипических классов – 2ⁿ
• Количество генотипических классов – 3ⁿ
• Число возможных комбинаций, сочетаний гамет – 4ⁿ

Вторая часть экзаменационной работы включает
задания со свободным развернутым ответом. С их
помощью наряду со знаниями проверяются умения
четко, логично и кратко письменно излагать свои
мысли, аргументировать ответ, обосновывать и
доказывать изложенные в ответе факты, правильно
делать вывод.

Вывод к задачам, в которых действует закон
единообразия гибридов первого поколения:

Единообразие гибридов первого поколения
наблюдается потому, что родители – гомозиготные,
и образуют по одному типу гамет. При слиянии
гамет (во время оплодотворения) формируются
гетерозиготные организмы (Аа). Расщеплений по
фенотипам нет. Расщепление генов во втором
поколении происходит потому, что гетерозиготные
(Аа) потомки первого поколения (F1) образуют по два
типа гамет, которые при оплодотворении
соединяются случайно.

У первого поколение (F1) формируется по одному
типу гамет

• расщепление по генотипам нет (Аа)
• расщепление по фенотипам нет (А)

Вывод к задачам, в которых действует закон
расщепления при моногибридном скрещивании:

Расщепление по генотипам определяется
генотипом родителей. Расщепление по фенотипам
определяется генотипами родителей и формами
взаимодействия генов: взаимодействие аллельных
генов и взаимодействие неаллельных генов

Расщепление по генотипам и фенотипам при
разных формах взаимодействия аллельных генов:

Моногибридное скрещивание с полным
доминированием:

У второго поколение (F2) формируется по два типа
гамет

• расщепление по генотипам 1 АА : 2Аа : 1аа
• расщепление по фенотипам 3А : 1а
• образуется два фенотипических класса

Моногибридное скрещивание при неполном
доминировании:

У второго поколения (F2) формируется по два типа
гамет

• расщепление по генотипам 1 АА : 2Аа : 1аа
• расщепление по фенотипам 1 АА : 2Аа : 1аа
• образуется три фенотипических класса,
  наблюдается проявление промежуточного признака

Моногибридное скрещивание при кодоминировании

У второго поколения (F2) формируется по два типа
гамет

• расщепление по генотипам 1 А^ВА^В : 2А^ВА^С
  : 1 А^СА^С
• расщепление по фенотипам 1 В : 2ВС : 1С
• образуется три фенотипических класса

Расщепление по генотипам и фенотипам при
разных формах взаимодействия неаллельных генов

Дигибридное скрещивание ,независимое
наследование признаков

У второго поколения (F2) формируется по четыре
типа гамет

• расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
• расщепление по фенотипам 9:3:3:1
• образуется четыре фенотипических класса,
  полное доминирование по двум парам аллелей.

Дигибридное скрещивание при комплементарном
действии генов

У второго поколения (F2) формируется по четыре
типа гамет

• расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
• расщепление по фенотипам 9:7
• образуется два фенотипических класс,
  наблюдается проявление нового признака.

Наблюдается расщепление по фенотипу 9:3:4 или 9:6:1

Дигибридное скрещивание при эпистазе (ген А-
супрессор)

У второго поколения (F2) формируется по четыре
типа гамет

1. расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
2. расщепление по фенотипам 12:3:1
3. образуется три фенотипических класса

Наблюдается расщепление по фенотипу 9:3:4 или 13:3

Дигибридное скрещивание при полимерии

У второго поколения (F2):

• формируется по четыре типа гамет
• расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
• расщепление по фенотипам 15:1
• образуется два фенотипических класса

Наблюдается так же расщепление по фенотипу
1:4:6:4:1

Сцепленное наследование неаллельных генов

При неполном сцеплении между генами может
происходить кроссинговер (нарушение сцепления) и
дигетерозиготный организм (АаВb) продуцирует
четыре типа гамет (кросоверные и некросоверные).
Гены могут наследоваться как вместе, так и
порознь. Общее количество кросоверных гамет и
кросоверных организмов в потомстве
пропорционально расстоянию между сцепленными
генами. Некросоверных гамет в сумме больше 50%, а
кросоверных меньше 50%.

При полном сцеплении кроссинговер не
происходит, дигетерозиготный организм (АаВb)
формирует два типа гамет (по 50% некросоверных
гамет каждого типа), гены наследуются только
совместно, как один ген.

Наследование пола

Поскольку гомогаметный организм продуцирует
только один тип гамет по половым хромосомам,
гетерогаметный – два, пол потомков зависит от
того, какую половую хромосому несет гамета
гетерогаметного организма, участвующая в
оплодотворении. Вероятность рождения мальчика
равно 50%, и вероятность рождения девочки равна 50%.

Закономерность наследования генов,
локализованных в половых хромосомах
(наследование, сцепленное с полом)

Наследование генов, локализованных в половых
хромосомах, можно рассмотреть на примере
наследования генов гемофилии у человека, который
расположен в Х хромосоме. Заболевание вызывается
рецессивным аллелем. Женщина может иметь один из
трех вариантов генотипов: Х^НХ^Н, Х^HX^h
или X^hX^h . У мужчины – один из двух
вариантов генотипов X^HY или X^hY.

Существует несколько правил, которые помогут
учащимся в решение генетических задач.

Правило первое. Если при скрещивании двух
фенотипически одинаковых особей в их потомстве
наблюдается расщепление признаков, то эти особи
гетерозиготны.

Попробуем решить задачу, используя это правило.

Задача. При скрещивании двух
морских свинок с черной шерстью получено
потомство: 5 черных свинок и 2 белых. Каковы
генотипы родителей?

Из условия задачи нетрудно сделать вывод о том,
что черная окраска шерсти доминирует над белой, и
не потому, что в потомстве черных особей больше,
чем белых, а потому, что у родителей, имеющих
черную окраску, появились детеныши с белой
шерстью. На основе этого введем условные
обозначения: черная окраска шерсти — А, белая —
а.

Запишем условия задачи в виде схемы:

Используя названное выше правило, мы можем
сказать, что морские свинки с белой шерстью
(гомозиготные по рецессивному признаку) могли
появиться только в том случае, если их родители
были гетерозиготными. Проверим это
предположение построением схемы скрещивания:

Р	Аа	X	Аа
G	А, а;		А, а;
F1	АА;		Аа; Аа; аа

Расщепление признаков по фенотипу — 3:1. Это
соответствует условиям задачи.

Убедиться в правильности решения задачи можно
построением схем скрещивания морских свинок с
другими возможными генотипами.

Схема 1

Р	АА	X	АА
G	А;		А
F1	АА

Схема 2

Р	Аа	X	АА
G	А а;		А
F1	АА; Аа

В первом случае в потомстве не наблюдается
расщепления признаков ни по генотипу, ни по
фенотипу. Во втором случае генотипы особей будут
различаться, однако феиотипически они будут
одинаковыми. Оба случая противоречат условиям
задачи, следовательно, генотипы родителей — Аа;
Да.

Правило второе. Если в результате
скрещивания особей, отличающихся феиотипически
по одной паре признаков, получается потомство, у
которого наблюдается расщепление по этой же паре
признаков, то одна из родительских особей была
гетерозиготна, а другая — гомозиготна по
рецессивному признаку.

Задача. При скрещивании
вихрастой и гладкошерстной морских свинок
получено потомство: 2 гладкошерстные свинки и 3
вихрастые. Известно, что гладкошерстность
является доминантным признаком. Каковы генотипы
родителей?

Используя второе правило, мы можем сказать, что
одна свинка (вихрастая) имела генотип Аа, а другая
(гладкошерстная) — аа.

Проверим это построением схемы скрещивания:

Р	Аа	X	аа
Г	А, а; а
F1	Аа; аа

Расщепление по генотипу и фенотипу — 1:1, что
соответствует условиям задачи. Следовательно,
решение было правильным.

Правило третье. Если при скрещивании
феиотипически одинаковых (по одной паре
признаков) особей в первом поколении гибридов
происходит расщепление признаков на три
фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это
свидетельствует о неполном доминировании и о
том, что родительские особи гетерозиготны.

Задача. При скрещивании петуха и
курицы, имеющих пеструю окраску перьев, получено
потомство: 3 черных цыпленка, 7 пестрых и 2 белых.
Каковы генотипы родителей?

Согласно третьему правилу, в данном случае
родители должны быть гетерозиготными, Учитывая
это, запишем схему скрещивания:

Р	Аа	X	Аа
G	А, а; А, а
F	АА; Аа; Аа; аа

Из записи видно, что расщепление признаков по
генотипу составляет соотношение 1:2:1. Если
предположить, что цыплята с пестрой окраской
перьев имеют генотип Аа, то половина гибридов
первого поколения должны иметь пеструю окраску.
В условиях задачи сказано, что в потомстве из 12
цыплят 7 были пестрыми, а это действительно
составляет чуть больше половины. Каковы же
генотипы черных и белых цыплят? Видимо, черные
цыплята имели генотип АА, а белые — аа, так как
черное оперение, или, точнее, наличие пигмента,
как правило, доминантный признак, а отсутствие
пигмента (белая окраска) — рецессивный признак.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что в
данном случае черное оперение у кур неполно
доминирует над белым; гетерозиготные особи имеют
пестрое оперение.

Правило четвертое. Если при скрещивании двух
феиотипически одинаковых особей в потомстве
происходит расщепление признаков в соотношении
9:3:3:1, то исходные особи были дигетерозиготными.

Задача. При скрещивании двух
морских свинок с черной v. вихрастой шерстью
получены 10 черных свинок с вихрастой шерстью, 3
черных с гладкой шерстью, 4 белых с вихрастой
шерстью и 1 белая с гладкой шерстью. Каковы
генотипы родителей?

Итак, расщепление признаков у гибридов первого
поколения в денном случае было близко к
соотношению 9:3:3:1, т. е. к тому отношению, которое
получается при скрещивании дигетерозигот между
собой (АаВв Х АаВв, где А — черная окраска шерсти,
а — белая; В — вихрастая шерсть, в — гладкая).
Проверим это.

Р	АаВв	X	АаВв
Г	АВ, Ав, аВ, ав;		АВ, Ав, аВ, ав
F1	1 ААВВ, 2 ААВв, 2 АаВВ, 4 АаВв
	1 ААвв, 2 Аавв, 1 ааВВ, 2 ааВв, 1 аавв

Расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

Решение показывает, что полученное расщепление
соответствует условиям задачи, а это значит, что
родительские особи были дигетерозиготными.

Задания второй части оцениваются от нуля до
двух баллов в зависимости от его условия. Успех
выполнения заданий с развернутым ответом во
многом зависит от правильности их выполнения и
объяснения полученных результатов(составления
схемы скрещивания, указания закона, который
проявляется в конкретном случае и приведении
доказательств.

• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Приложение 4
• Приложение 5
• Приложение 6
• Приложение 7
• Приложение 8
• Приложение 9
• Приложение 10
• Приложение 11
• Приложение 12
• Приложение 13
• Приложение 14

В предыдущей статье мы познакомились с фундаментальными понятиями и методами генетики. Настало время их применить при изучении нового раздела – Менделевской генетики, основанной на законах, открытых
Грегором Менделем.

Мендель следовал некоторым принципам в своих исследованиях, которые привели его работы к успеху:

• Использовал гибридологический метод генетики, подвергая скрещиванию растения гороха с четко различающимися
  признаками: желтый – зеленый цвет семян, гладкая – морщинистая форма семян



• Учитывал при скрещивании не всю совокупность признаков, а отдельные альтернативные признаки (желтый – зеленый цвет семян)
• Вел количественный учет потомков в ряду поколений, анализировал потомство каждой особи
• При размножении использовал чистые линии – группы растений, которые генетически однородны (гомозиготы AA, aa) и потомки
  которых не имеют разнообразия по изучаемому признаку

.

Введем несколько новых терминов, которые нам пригодятся. Скрещивание может быть:

• Моногибридным – в случае если скрещиваемые особи отличаются только по одному исследуемому признаку (цвет семян)
• Дигибридным – если скрещиваемые особи отличаются по двум различным признакам (цвет и форма семян)

В схеме решения генетическое задачи есть некоторые обозначения: ♀ – женский организм, ♂ – мужской организм, P – родительские
организмы, F₁ – гибриды первого поколения, F₂ – гибриды второго поколения. Вероятно, имеет смысл
сохранить картинку ниже себе на гаджет, если вы только приступаете к изучению генетики 😉

Спешу сообщить вам, что браки между людьми (в отличие от насильственного скрещивания гороха) происходят только по любви
и взаимному согласию! Поэтому в задачах, где речь идет о людях, не следует ставить знак скрещивания “×” между родительскими
особями. В таком случае ставьте знак “→” – “стрелу Амура”, чтобы привести в восхищение экзаменатора 🙂

Первый закон Менделя – закон единообразия

С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании
гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут
единообразны по данным признакам.

Этот закон основан на варианте взаимодействия между генами – полном доминировании. При таком варианте один ген
– доминантный, полностью подавляет другой ген – рецессивный. В эксперименте, который мы только что изучили, Мендель скрещивал чистые
линии гороха с желтыми (АА) и зелеными (aa) семенами, в результате все потомство имело желтый цвет семян (Aa) – было единообразно.

Анализирующее скрещивание

Часто генотип особи не изучен и представляет загадку. Как быть генетику в данном случае? Иногда проще всего применить
анализирующее скрещивание – скрещивание гибридной особи (у которой не известен генотип) с гомозиготой по рецессивному признаку.

Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.

В рассмотренном случае, если генотип изучаемой особи содержит два доминантных гена (AA) – то в потомстве не может проявиться
рецессивного признака, так как все потомство будет единообразно (Aa). Если изучаемая особь содержит рецессивный ген (Aа), то
половина потомства будет его иметь (aa). В результате становится известен генотип гибридной особи.

Неполное доминирование

Помимо полного доминирования, существует неполное доминирование, которое характерно для некоторых генов. Известным примером
неполного доминирования является наследование окраски лепестков у растения ночная красавица. В этом случае гены не полностью подавляют
друг друга – проявляется промежуточный признак.

Обратите внимание, потомство F₁ получилось также единообразным (возможен только один вариант – Aa), но фенотипически
у гетерозиготы признак будет проявляться как промежуточное состояние (AA – красный, aa – белый, Aa – розовый). Это можно сравнить
с палитрой художника: представьте, как смешиваются красный и белый цвета – получается розовый.

Второй закон Менделя – закон расщепления

“При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F₁ во втором поколении F₂ наблюдается расщепление
по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″

Скрещивая между собой гибриды первого поколения (Aa) Мендель обнаружил, что в потомстве особей с доминантным признаком (AA, Aa – желтый
цвет семян) примерно в 3 раза больше, чем особей с рецессивным (aa).

Искренне желаю того, чтобы вы научились сами определять расщепление по генотипу и фенотипу. Это сделать несложно: когда речь идет о
генотипе, обращайте внимание только на гены (буквы), то есть, если перед вами особи AA, Aa, Aa, aa, – следует брать генотипы по очереди и
складывать количество одинаковых генотипов. Именно в результате таких действий соотношение по генотипу получается 1:2:1.

Если перед вами стоит задача посчитать соотношение по фенотипу, то вообще не смотрите на гены – это только запутает! Следует
учитывать лишь проявление признака. В потомстве получилось 3 растения с желтым цветом семян и 1 с зеленым,
следовательно, расщепление по фенотипу 3:1.

Третий закон Менделя – закон независимого наследования

В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма
семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном
законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.

Запомните III закон Менделя так: “При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков,
гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.

Комбинации генов отражаются в образовании гамет. В соответствии с правилом, изложенным выше, дигетерозигота AaBb образует 4 типа гамет:
AB, ab, Ab, aB. Повторюсь – это только если гены находятся в разных хромосомах. Если они находятся в одной, как при сцепленном наследовании,
то все протекает по-другому, но это уже предмет изучения следующей статьи.

Каждая особь AaBb образует 4 типа гамет, возможных гибридов второго поколения получается 16. При таком обилии гамет и большом количестве
потомков, разумнее использовать решетку Пеннета, в которой вдоль одной стороны квадрата расположены мужские гаметы, а вдоль другой – женские.
Это помогает более наглядно представить генотипы, получающиеся в результате скрещивания.

В результате скрещивания дигетерозигот среди 16 потомков получается 4 возможных фенотипа:

• Желтые гладкие – 9
• Желтые морщинистые – 3
• Зеленые гладкие – 3
• Зеленые морщинистые – 1

Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.

Пример решения генетической задачи №1

Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных
яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно
для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?

Обратите внимание на то, что доминирование генов неполное: человек с генотипом Aa будет иметь промежуточное значение признака – микрофтальмию. Поскольку доминирование неполное, то расщепление по генотипу и фенотипу совпадает, что типично для неполного доминирования.

В данной задаче только ¼ потомства (25%) будет иметь нормальные глазные яблоки. ½ часть потомства (50%) будет иметь глазное яблоко
малых размеров – микрофтальмию, и оставшаяся ¼ (25%) будут слепыми с почти полным отсутствием глазных яблок (анофтальмией).

Не забывайте, что генетика, по сути, теория вероятности. Очевидно, что в жизни в такой семье может быть рождено 4 подряд
здоровых ребенка с нормальными глазными яблоками, или же наоборот – 4 слепых ребенка. Может быть как угодно, но мы с вами
должны научиться говорить о “наибольшей вероятности”, в соответствии с которой с вероятностью 50% в этой семье будет рожден
ребенок с микрофтальмией.

Пример решения генетической задачи №2

Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие
этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье,
где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.

Я хочу сразу навести вас на мысль о III законе Менделя (закон независимого наследования), который скрыт в фразе ” Гены …
расположены в разных парах гомологичных хромосом”. Вы увидите в дальнейшем, насколько ценна эта информация. Также заметьте,
что речь в этой задаче идет о аутосомных генах (расположенных вне половых хромосом). Аутосомно-доминантный тип наследования означает, что болезнь проявляется, если ген в доминантном
состоянии: AA, Aa – болен.

В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве
буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме
одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.

Пример решения генетической задачи №3

У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый
мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости
(D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?

Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна
(Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или
гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.

Разрешение наших сомнений лежит в генотипе потомка, про которого нам рассказали: “голубоглазый мальчик с нормальным зрением” с генотипом aadd.
Одну хромосому ребенок всегда получает от матери, а другу от отца. Выходит, что такого генотипа не могло бы сформироваться, если бы не было гена
a – от матери, и гена d – от отца. Следовательно, отец и мать гетерозиготны.

Теперь мы можем точно сказать, что вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка составляет ¼ или 25%, его генотип – Ddaa.

Аутосомно-доминантный тип наследования

Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =)
Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об
аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.

Аутосомно-доминантный тип наследования можно узнать по следующим признакам:

• Болезнь проявляется в каждом поколении семьи (передача по вертикали)
• Здоровые дети больных родителей имеют здоровых детей
• Мальчики и девочки болеют одинаково часто
• Соотношение больных и здоровых 1:1

К генетическим задачам всегда необходимо оставлять пояснение, которое должно включать в себя ответ на вопрос (если такой в задаче имеется) и общее описание происходящего в задаче. Например, какие законы проявляются, какие приёмы скрещивания используются.

При этом если сразу проявляется несколько законов или явлений, описывать желательно ВСЕ.

В данной статье мы собрали для вас примерные алгоритмы написания пояснений и ответов на вопросы. Приятного просмотра.

Если идёт расщепление по двум признакам (дигибридное скрещивание) без сцепления генов:

Поясняем: «Проявляется закон независимого наследования признаков, так как гены расположены в разных парах гомологичных хромосом».

Если используется анализирующее скрещивание (aa или aabb):

Поясняем: «В скрещивании было использовано анализирующее скрещивание — с рецессивной гомозиготой (дигомозиготой), которое производится для определения генотипа особи с доминантными признаками»

Даём конкретику — в каком конкретно скрещивании (первом или втором) мы наблюдаем анализирующее скрещивание, какую особь скрещивают.

Если есть промежуточный признак (неполное доминирование):

Поясняем: «Часть потомства (или всё потомство) имеет промежуточный признак, так как доминантный аллель не полностью подавляет рецессивный, возникает явление неполного доминирования»

Даём конкретику — какой именно промежуточный признак, в каком скрещивании мы наблюдаем его проявление.

Если есть единообразие гибридов (все дети получились идентичными по генотипу и фенотипу):

Поясняем: «В скрещивании наблюдается закон единообразия гибридов первого поколения, так как все получившиеся гибриды идентичны по генотипу и фенотипу.»

Уточняем, в каком конкретно скрещивании. Можно дописать, если это подходит для задачи (в примере сверху подходит), что гибриды имеют признак одного из родителей. Ещё надо убедиться, точно ли это закон единообразия: лучше не писать этот закон, когда задача на сцепление с полом.

Если есть полное сцепление генов, без нарушения:

Поясняем: «Проявляется закон сцепленного наследования генов, гены полностью сцеплены, так как находятся близко на одной паре гомологичных хромосом, кроссинговера не происходит»

Отвечаем на конкретный вопрос в задаче. В примере выше нас просят объяснить формирование двух фенотипических групп во втором скрещивании.

Тогда переформулируем пояснение: «Во втором скрещивании формирование двух равночисленных фенотипических групп объясняется полным сцеплением генов, находящихся на одной паре гомологичных хромосом. Кроссинговера не происходит. Проявляется закон сцепленного наследования признаков»

Если есть неполное сцепление генов, которое нарушается:

Поясняем: «Появление неравночисленных фенотипических групп связано с явлением неполного сцепления генов (нарушением сцепления)» Бо́льшая фенотипическая группа состоит из особей, которые образовались в результате сцепления генов. Меньшая группа состоит из рекомбинантных особей, образованных в результате слияния кроссоверных гамет»

Обязательно уточняем, какие аллели были сцеплены. Это зависит от конкретного скрещивания. Даже в одной задаче (второй пример) может быть два скрещивания, в которых сцеплены разные аллели. Поэтому пишем: в первом скрещивании были сцеплены вот эти, а во втором — те.

Например, был сцеплен аллель «A» с аллелем «B», в то время как аллель «a» сцеплен с «b». Или наоборот, был сцеплен аллель «a» с аллелем «B», в то время как аллель «A» сцеплен с «b».

Если есть сцепление с полом (с X-хромосомой):

Поясняем: «Наблюдается наследование, сцепленное с полом, так как ген находится на X-хромосоме»

Легко, когда изначально в задаче указано, что признак сцеплен с полом. Фразы «гетерогаметным является…» уже достаточно, чтобы определить сцепленное с полом наследование.

Гораздо труднее, когда необходимо самому догадаться, какой признак сцеплен с полом. Поэтому очень важно уметь пояснять, почему вы решили сцепить в задаче тот или иной признак с полом, как в случае задачи ниже.

Здесь поясняем: «Фенотипическое расщепление во втором скрещивании объясняется сцеплением гена окраски тела с полом. Этот ген находится на
Х-хромосоме, поэтому в данном скрещивании мы наблюдаем расщепление по признаку окраски тела. Ген длины крыльев находится в аутосоме, поэтому по нему расщепления не происходит, так как данный ген не сцеплен с полом.

Далее указываем, каким образом происходило наследование признака, сцепленного с Х-хромосомой: гетерогаметный пол (указываем, какой) наследует Х-хромосому от одного родителя, а гомогаметный пол (указываем, какой) — от двух родителей.

Смотри пример пояснения в ключах ниже.

Если есть гибель эмбрионов (летальный аллель):

Поясняем: «Фенотипическое расщепление в потомстве связано с гибелью эмбрионов с генотипом АА (или Аа, или аа)». Каким генотипом — зависит от задачи. Обычно это указано, но иногда нет. Однако догадаться несложно.

Сложнее догадаться и пояснить, когда в задаче вообще нет ни слова о гибели эмбрионов:

Смысл тут в расщеплении. Во втором скрещивании расщепление 2:1 (определили мы это по количеству особей), а должно быть 3:1 по закону расщепления (II закон Менделя).

Вот по искажению расщепления мы и догадываемся о гибели эмбрионов.

Поясняем: «особи с генотипом АА (или Аа, или аа, конкретно в этой задаче — АА) не выживают на эмбриональной стадии развития, именно этим обусловлено расщепление во втором скрещивании (расщепление, отличное от традиционного 3:1).

Если в задаче множественный аллелизм:

В таких задачах обычно не спрашивают пояснение, всегда присутствует дополнительный вопрос.

Пояснение тут можно дать очень короткое: «Данный тип наследования — множественный аллелизм, связан с тем, что ген имеет несколько вариантов аллелей, помимо доминантного и рецессивного, в связи с этим изменяется расщепление по фенотипу и генотипу».

Если задача на группы крови:

Как и в случае с множественным аллелизмом, дополнительных пояснений не спрашивают, в задаче всегда есть вопрос.

Но если бы спросили, я бы пояснил так: наследование групп крови связано с кодоминированием. Кодоминирование — явление, когда у гена есть несколько доминантных аллелей, и они оба проявляются при их наличии в генотипе. Пример — четвёртая группа крови I(A)I(B). Проявляется и аллель «А», и аллель «B».

Если в задаче родословная:

Таких задач в 28 линии с 2019 года нет. Они переехали на 4 линию.

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Хочешь узнать, как прошло поступление в этом году? Мы подготовили подборку проходных баллов медицинских вузов (тыкай и забирай полный файл ВКонтакте)